In the Time-Windows TSP (TW-TSP) we are given requests at different locations on a network; each request is endowed with a reward and an interval of time; the goal is to find a tour that visits as much reward as possible during the corresponding time window. For the online version of this problem, where each request is revealed at the start of its time window, no finite competitive ratio can be obtained. We consider a version of the problem where the algorithm is presented with predictions of where and when the online requests will appear, without any knowledge of the quality of this side information. Vehicle routing problems such as the TW-TSP can be very sensitive to errors or changes in the input due to the hard time-window constraints, and it is unclear whether imperfect predictions can be used to obtain a finite competitive ratio. We show that good performance can be achieved by explicitly building slack into the solution. Our main result is an online algorithm that achieves a competitive ratio logarithmic in the diameter of the underlying network, matching the performance of the best offline algorithm to within factors that depend on the quality of the provided predictions. The competitive ratio degrades smoothly as a function of the quality and we show that this dependence is tight within constant factors.


翻译:在时间窗口TSP(TW-TSP)中,我们在网络的不同位置给出请求;每个请求都有一个奖励和一个时间间隔;目标是找到一个旅程,在相应的时间窗口内访问尽可能多的奖励。对于这个问题的在线版本,在每个请求的时间窗口开始时揭示,无法获得有限的竞争比。我们考虑这个问题的一个版本,其中算法展示了在线请求将出现的位置和时间的预测,而没有任何关于这些附加信息的质量的知识。由于硬时间窗口约束,诸如TW-TSP的车辆路径问题可能对输入的错误或更改非常敏感,不清楚是否可以利用不完美的预测来获得有限的竞争比。我们展示了通过明确地将松弛度建设到解决方案中可以实现良好的性能。我们的主要结果是一个在线算法,它实现了对底层网络直径的对数竞争比,与所提供预测的质量有关的因素匹配最佳离线算法的性能。竞争比随着质量的变化而平滑地降低,我们展示这种依赖关系在常数因子内是紧密的。

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